P. Spitz, I. Hemerka

ACTA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE ET SILVICULTURAE MENDELIANAE BRUNENSIS SBORNÍK MENDELOVY ZEMĚDĚLSKÉ A LESNICKÉ UNIVERZITY V BRNĚ

Ročník LIV

19

Číslo 2, 2006

Vývoj potřeby závlahové vody v suCHÝCH oblastech ČESKÉ REPUBLIKY s ohledem na možnou klimatickou změnu P. Spitz, I. Hemerka Došlo: 13. prosince 2005 Abstract SPITZ, P., HEMERKA, I.: The development of the irrigation requirement in the dry regions of the Czech Republic with reference to possible climatic change. Acta univ. agric. et silvic. Mendel. Brun., 2006, LIV, No. 2, pp. 171–180 The supposed climatic change in the Czech republic has be expressed with an increased occurence of unfavourable extreme phenomenons – floods and drought. This paper is dedicated to the agricultural drought. Irrigation is the most effective protection of crops against drought. The paper presents results of the calculations of the irrigation water requirements (for sprinkler irrigation) with the method of retrospective moisture balance (RVB) for representatives of main sorts of crops, i.e. cereals, technical crops, root-crops, fodder crops, vegetables (concretely perennial wheat, sugar-beet, new petatoes, alfaalfa, cucumbers) in the semiarid regions of the Czech republic (Southern Moravia, South-East Moravia, Middle Moravia, Žatecko and Lounsko, Litoměřicko, Middle Bohemia and Easter Bohemia) represented with 10 technical series (see tab. II) for recent years 1961 – 2000 and to the time horizons of years 2025, 2050 and 2075 with respect to a possible climatic change. The input meteorological data changes (average daily temperatures, daily precipitations and average daily air humidity) for calculations of irrigation water requirements to the introduced time horizons were realized by the help of the outputs of the scenarios for Bohemia and Moravia ascertained with the model of a climatic change HadCM3 (Hadley Centre Coupled Model, version 3). The results of the calculations for an average and a drought year (in tab. III) were the base for the determination of development trends of an irrigation water requirement for choosen crops to the year time horizons 2000, 2025, 2050, 2075. These trends were generally analysed for the all monitored semiarid regions of Bohemia and Moravia by means of regression straight lines (an example is shown in fig. 2). The results gained by means of the regress analysis are in tab. IV. They reflect the fact that the irrigation water requirement has an advancing development trend at all of chosen crops for an average and a dry year with an increase in a future time horizon. Simultaneously it is evident that values of the irrigation water requirements are in an average and a drought year for semiarid areas in Moravia, excepting insignificant exemptions, mostly bigger than these values for semiarid areas in Bohemia. The obtained results show, if irrigation will be expanded in the Czech republic, it´s necessary, by taking into an account all the time more accurate informations concerning the climatic change, to dedicate the permanent attention to the irrigation water requirements in semiarid areas of the Czech Republic, not only for separate crops but also for the whole cropping structures. The knowledge of the irrigation water requirements is an important base above all for the assesment of irrigation areas and the size of irrigation water resources. climatic change, agricultural drought, irrigation water requirement, method of retrospective moisture balance, regression analysis

171

172

P. Spitz, I. Hemerka

Předpokládané klimatické změny související s globálním oteplováním zemského podnebí jsou přičítány nepříznivým důsledkům mohutně se rozvíjející lidské činnosti spojené s vypouštěním škodlivých plynů do atmosféry. Tato závažná problematika je ve světě předmětem stále většího zájmu. Předpokládá se, že jedním z hlavních důsledků projevu klimatické změny, a to i u nás, bude zvýšený výskyt nepříznivých extrémních jevů – povodní a sucha. V České republice je problematika sucha s ohledem na možnou klimatickou změnu rozpracována v práci “Územní studie změny klimatu pro Českou republiku” zpracované za technické a finanční pomoci U. S. Country Studies Program, v rámci Národního klimatického programu České republiky. Uvedená práce se zabývá i nepříznivými důsledky změny klimatu vedoucí ke zvýšení jeho suchosti ve vegetačním období, vlivem zvýšených teplot vzduchu s nedostatkem srážek na naše zemědělství a návrhy opatření k jejich zmírnění. Dílčí část citované prognostické studie zaměřená na zemědělství je obsažena v práci Rožnovský a kol. (1996) a také v rozšířené verzi o lesnickou a vodohospodářskou problematiku Tichý a kol. (1997), kde je mimo jiné vyčíslena i potřeba vodních zdrojů pro závlahy. Ze studie vyplývá celá řada nezbytných opatření v našem zemědělství, která jsou nutná pro zmírnění důsledků zvýšeného sucha s ohledem na zajištění potravinové bezpečnosti našeho státu. K tomu účelu bude nezbytné zavádět vodou šetřící technologie s vhodnou skladbou zemědělských plodin a jejich odrůd, nové technologie zpracování půdy s rozvojem půdoochranných způsobů pěstování plodin, soubor opatření pro udržení úrodnosti půdy a v neposlední řadě bude třeba zvýšit plošnou výměru závlahy, která je nejdůležitějším prostředkem ochrany plodin proti zemědělskému suchu. Studie uvádí i potřebné finanční náklady na zajištění jednotlivých navrhovaných opatření a požadavky na nezbytné dotace od státu do roku 2030. Zásadním opatřením se jeví potřeba vybudovat postupně další závlahy především v našich nejúrodnějších oblastech pro stabilizaci výnosů na úrovni nejúrodnějších roků. Jejich potřeba je posuzována ve dvou alternativách. První z nich, příznivější, předpokládá pomalejší průběh klimatických změn a při jejím uskutečnění by se měla plocha závlah zvýšit o 40 tis. ha oproti současné její výměře, takže by celkem činila 180 tisíc ha. Druhá alternativa předpokládá rychlejší průběh klimatických změn a je hodnocena jako nejméně příznivá. Při jejím nastoupení by měla celková plocha závlah činit 1085 tisíc ha zemědělské půdy. Součástí prognózy byl i výpočet potřeby závlahové vody, který se zpracoval na počítači metodou retrospektivní vláhové bilance. předložený příspěvek navazuje na uvedenou studii a rozšiřuje ji o aktualizované výsledky potřeby závlahové vody pro představitele hlavních dru-

hů zemědělských plodin, tj. obilovin, technických plodin, okopanin, pícnin, zelenin v našich suchých oblastech reprezentovaných deseti technickými řadami pro období let blízké současnosti 1961 až 2000 a k časovým horizontům 2025, 2050 a 2075 s ohledem na možnou klimatickou změnu. Technickou řadou rozumíme retrospektivní řadu klimatologických údajů složenou z údajů blízkých stanic ČHMÚ vztaženou k jednomu místu, obvykle srážkoměrnému. MATERIÁL A METODY Zjištěné výsledky byly získány pomocí dvou hlavních metod, a to výpočty metodou retrospektivní vláhové bilance a vyhodnocením výsledků výpočtů statistickou analýzou. Metoda retrospektivní vláhové bilance Pro výpočty potřeby závlahové vody pro představitele hlavních druhů zemědělských plodin (konkrétně pšenici ozimou, brambory rané, řepu cukrovou, vojtěšku, okurky) v našich suchých oblastech (jižní, jihovýchodní a střední Morava, Žatecko a Lounsko, střední a východní Čechy) reprezentovaných deseti technickými řadami pro období let blízké současnosti 1961 až 2000 a k časovým horizontům 2025, 2050 a 2075 s ohledem na možnou klimatickou změnu byla použita metoda retrospektivní vláhové bilance (dále jen RVB) naprogramovaná na počítači. Metodou RVB se vypočítává časový průběhu potřeby závlahové vody na podkladě sledování a ovlivňování vývoje vlhkosti v půdě u zemědělských plodin za minulou souvislou řadu let (ČSN 75 0434, 1994). Podrobněji je metoda RVB popsána v pracích Zdražila (1973, 1975). Metoda do výpočtů vyžaduje vstupní údaje hodnot denních srážek, průměrných denních teplot a sytostních doplňků od března do října v každém hodnoceném roce. Kromě toho jsou dalšími vstupními údaji: osevní struktura nebo i jednotlivé plodiny, půdní hydrolimity, velikost závlahové dávky, závlahový cyklus, průměrná sklonitost pozemků. Metoda bilancuje stav půdní vláhy v návaznosti na vláhové potřeby plodin v denním časovém kroku pro každý rok bilančního období v době od 1. 3. do 31. 10. Bilance byla uskutečněna jednak v retrospektivní recentní časové řadě 40 roků (1961–2000) a také k časovým horizontům 2025, 2050 a 2075 s ohledem na možnou klimatickou změnu pro všechny uvedené představitele hlavních druhů plodin. Aktiva vláhové bilance – srážky a závlahové dávky – do řešení vstupují skutečnými hodnotami. Pasiva, tj. evapotranspirace a nevyužitý odtok, se vypočítávají. Současně do výpočtu vstupují meteorologické prvky o teplotě a sytostním doplňku a tzv. koeficienty biologické křiv-

Vývoj potřeby závlahové vody v suchých oblastech České republiky

ky, zjištěné pro podmínky České republiky výzkumně. Pro účely klimatických změn k rokům 2025, 2050 a 2075 byly hodnoty vstupních meteorologických prvků (průměrné denní teploty, denní srážky a průměrné denní vlhkosti vzduchu) v jednotlivých měsících upraveny o opravné koeficienty, které jsou výstupy modelu klimatické změny Hadley Centre Coupled Model, version 3 (dále jen HadCM3), který je ve světě nej-

173

rozšířenější. Je to všeobecný cirkulační model atmosféra – oceán (dále jen AOGCM) vyvinutý v Hadley Centre ve Velké Británii. Výstupy modelu HadCM3 pro Čechy a pro Moravu vztažené k období 1961 až 1990 vypočetl Dubrovský (2005). Konkrétní hodnoty výstupů zjištěné klimatickými scénáři pro Čechy (za místo klimatických scénářů byla zvolena Roudnice) a pro Moravu (Židlochovice) jsou uvedeny v tab. I.

I: Střední hodnoty opravných koeficientů změny měsíčních teplot, srážek a absolutních vlhkostí oproti rokům 1961 až 1990 vypočtené Dubrovským (2005) pro klimatické scénáře stanovené pro Čechy a Moravu k rokům 2025, 2050 a 2075 pomocí modelu HadCM3 Oblast

Meteorolog. prvek Teplota [°C]

Morava

Srážka [%]

Teplota [°C] Srážka [%] Absolutní vlhkost [%]

Měsíc III

IV

2025

0,817

0,890

2050

1,414

1,540

2075

1,854

2025 2050 2075

Absolutní vlhkost [%]

Čechy

Klimatický scénář k roku

V

VI

VII

VIII

IX

X

0,969

1,011

1,318

1,640

1,485

1,032

1,678

1,750

2,281

2,838

2,570

1,786

2,019

2,200

2,294

2,991

3,721

3,370

2,342

5,029

5,651

3,247 –3,837 –10,505 –12,152 –7,205

0,315

8,703

9,781

5,620 –6,641 –18,182 –21,032 –12,470

0,545

11,411 12,824

7,369 –8,707 –23,838 –27,575 –16,349

0,715 6,431

2025

5,138

5,075

5,425

4,626

5,463

4,526

4,076

2050

8,892

8,784

9,389

8,007

9,455

7,833

7,055 11,131

12,397 10,270

9,250 14,594

2075

11,659 11,517 12,310 10,498

2025

0,782

0,812

0,869

0,902

1,179

1,472

1,407

0,983

2050

1,354

1,405

1,504

1,561

2,041

2,548

2,435

1,701

2075

1,775

1,842

1,972

2,047

2,675

3,341

3,192

2,230

2025

8,943

7,199

4,975

0,232 –10,363 –11,940 –8,015 –0,210

2050

15,479 12,459

8,610

0,402 –17,936 –20,666 –13,873 –0,363

2075

20,295 16,335 11,289

0,527 –23,516 –27,095 –18,189 –0,476

2025

5,129

4,847

5,167

4,576

5,606

4,537

4,224

2050

8,878

8,389

8,944

7,920

9,702

7,853

7,312 11,163

12,721 10,296

9,586 14,636

2075

11,640 10,999 11,726 10,385

Hodnoty uvedené v tab. I jsou vypočtené střední hodnoty opravných koeficientů, které byly použity pro výpočty metodou RVB v našich nejsušších oblas-

6,450

tech reprezentovaných 10 technickými řadami (viz tab. II).

II: Vymezení technických řad v rámci suchých oblastí ČR Suchá oblast Technická řada

Žatecko a Lounsko Žatec

Čechy Litoměřicko Roudnice

střední Čechy Brandýs nad Labem

východní Čechy Pardubice

Morava Suchá oblast Technická řada

jižní Morava Židlochovice Podivín

Znojmo

jihovýchodní Morava Strážnice

střední Morava Kroměříž Olomouc


174

Ve výpočtu jsou zohledněny: omezení závlahy před sklizní a po sklizni, snižování výparu v závislosti na půdní vlhkosti. Doba vzcházení, stadia vývoje a doba sklizně plodiny se určuje podle sumy teplot. Výpočet rovněž umožňuje zohlednit vliv sklonitosti závlahové plochy na využitelnost denních srážek. Klimatologická data (denní srážky, průměrné denní teploty a sytostní doplňky od 1. března do 31. října) z deseti technických řad za roky 1961–2000 byla získána od ČHMÚ. Velikost závlahové dávky se uvažovala 30 mm s dobou jejího dodání na zemědělský pozemek sedm dní, tj. sedmidenní závlahový cyklus při 16hodinové denní době provozu závlahy. Půdní poměry v uvedených územích byly převzaty ze studie, kterou zpracoval Filip a kol. (2002), jako převládající půdní druh je uváděna hlinitá půda. Podle toho byly zvoleny potřebné půdní hydrolimity: polní vodní kapacita 34 % objemu půdy, bod vadnutí 14 % objemu půdy. Statistická analýza Metodou RVB vypočtené 30leté event. 40leté soubory roční potřeby závlahové vody pro každou vybranou plodinu (pšenice ozimá, řepa cukrová, brambory rané, vojtěška, okurky), která byla zvolena jako představitel hlavního druhu pěstovaných plodin (obiloviny, technické plodiny, okopaniny, pícniny, zeleniny), byly zpracovány do grafů překročení roční potřeby závlahové vody pro všechna zkoumaná období (pro roky 1961–2000 a k rokům 2025, 2050, 2075) ve zkoumaných deseti technických řadách Žatec, Roudnice,

Brandýs nad Labem, Pardubice, Židlochovice, Podivín, Znojmo, Strážnice, Kroměříž, Olomouc. Z uskutečněných výpočtů a zpracovaných grafů byly zjištěny potřeby závlahové vody v průměrném a suchém roce, které jsou uváděny jako jedny z požadovaných hodnot normou ČSN 75 0434 pro doplňkovou závlahu. Potřeba závlahové vody v suchém roce byla stanovena s pravděpodobností překročení 20 %. Předchozí výpočty pro vybrané plodiny pak byly podkladem pro zjištění trendu vývoje jejich potřeby závlahové vody k časovým horizontům roků 2000, 2025, 2050 a 2075, a to souhrnně pro všechny sledované suché oblasti Čech a Moravy pomocí regresních přímek. VÝSLEDKY A DISKUSE výpočty potřeby závlahové vody pro vybraných pět plodin metodou RVB byly uskutečněny pro recentní dobu 1961–2000 a k časovým horizontům roků 2025, 2050 a 2075 u všech deseti technických řadách reprezentujících suché oblasti Čech a Moravy. Pro výpočty metodou RVB k budoucím časovým horizontům byly u každé technické řady vzaty do výpočtů denní hodnoty vstupních meteorologických prvků třicetiletí 1961–1990, které byly upraveny pomocí opravných koeficientů uvedených v tab. I. Tak byly získány časové řady potřeby závlahové vody, ze kterých byly stanoveny hodnoty potřeby vody pro průměrný a suchý rok uvedené v tab. III. Stanovení suchého roku je zřejmé z obr. 1, kde je uveden příklad zkonstruovaného grafu překročení ročních potřeb závlahové vody řepy cukrové pro technickou řadu Podivín.

400 380 360 340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Z á vla ho vá dá vk a : 30 m m Č a s o vý P o tře ba z á vla ho vé vo dy [m m ] v ro c e ho riz o nt prům ě rné m s uc hé m 1961 - 2000 211 270 k ro k u 2025 238 270 k ro k u 2050 255 300 k ro k u 2075 270 300

Suchý rok

ROČNÍ POTŘEBA ZÁVLAHOVÉ VODY [MM

]

T e c hnic k á řa da : P O D IV ÍN P lo dina : Ř E P A C U K R O V Á

0

10

Č a s o v ý h o riz o n t:

20

30 1961-2000

40 50 60 70 P R A V D Ě P O D O B N O S T P Ř E K R O Č E N Í [% ] k ro k u 2025

k ro k u 2050

1: Příklad grafu překročení ročních potřeb závlahové vody

80

90 k ro k u 2075

100

Brambory rané

Pšenice ozimá

Plodina

Suchý

Průměrný

Suchý

Průměrný

Rok

2000 2025 2050 2075 2000 2025 2050 2075 2000 2025 2050 2075 2000 2025 2050 2075

Časový horizont k roku 59 59 66 73 90 105 120 120 65 56 61 63 105 90 90 105

Roudnice

Žatec

62 62 72 77 105 120 105 120 64 63 62 67 90 90 105 120

Litoměřicko

Žatecko a Lounsko

Čechy

Brandýs n/L 44 47 53 56 60 90 90 90 54 55 54 52 90 90 90 90

střední Čechy

42 44 49 56 60 90 90 90 54 56 60 61 90 90 90 90

Pardubice

východní Čechy

69 67 90 96 90 90 120 120 72 75 79 83 90 90 90 120

Židlochovice 86 91 100 111 120 120 120 150 78 84 89 91 120 120 120 120

Podivín

jižní Morava

70 80 94 101 105 120 120 120 64 69 73 81 90 105 90 120

Znojmo 61 71 79 91 90 90 120 120 62 70 76 76 90 90 90 90

Strážnice

jihových. Morava

Morava

44 48 54 68 60 75 90 90 46 51 55 62 75 90 90 90

Kroměříž

42 47 64 65 60 60 90 90 54 55 65 64 75 90 90 90

Olomouc

střední Morava

III: Vývoj roční potřeby závlahové vody v mm v průměrném a suchém roce pro vybrané plodiny v suchých oblastech ČR vypočtené metodou RVB s použitím výstupů modelu klimatické změny HadCM3 zpracovaných Dubrovským (2005) pro časové horizonty k rokům 2000 2025, 2050 a 2075

Vývoj potřeby závlahové vody v suchých oblastech České republiky 175

Okurky

Vojtěška užit. rok

Řepa cukrová

Suchý

Průměrný

Suchý

Průměrný

Suchý

Průměrný

2000 2025 2050 2075 2000 2025 2050 2075 2000 2025 2050 2075 2000 2025 2050 2075 2000 2025 2050 2075 2000 2025 2050 2075

141 179 207 223 210 255 270 285 146 155 169 179 225 210 225 225 234 269 285 289 300 315 330 330

130 169 193 215 195 240 240 270 130 134 150 167 210 210 210 210 225 266 271 284 270 330 315 330

113 149 172 194 180 210 210 270 105 109 121 137 165 150 150 180 209 257 263 264 240 300 300 300

106 151 173 195 150 210 225 240 92 104 122 138 150 150 180 195 207 254 256 270 255 315 300 330

184 199 234 250 255 255 285 300 167 162 177 182 240 210 225 225 269 288 293 303 330 330 330 345

211 238 255 270 270 270 300 300 186 182 195 203 240 210 240 240 290 295 304 307 330 330 330 330

197 227 250 266 255 270 300 300 171 176 190 201 240 225 240 240 283 294 302 305 330 330 330 330

158 187 213 233 210 225 285 285 136 142 165 174 195 180 225 210 252 274 276 283 300 315 300 315

122 148 183 205 150 195 240 240 102 112 134 159 150 150 195 210 227 253 264 275 270 300 300 300

114 152 180 202 180 210 240 255 103 117 135 156 150 180 180 195 202 252 256 263 240 300 300 300

176 P. Spitz, I. Hemerka


P OTŘEBA ZÁVLAHOVÉ VODY

[MM]

V dalším kroku byly sloučeny vypočtené potřeby závlahové vody v průměrném a suchém roce zjištěné pro všechny zkoumané časové horizonty u každé plodiny a odděleně zpracovány pro území suchých oblastí v Čechách a na Moravě. Zpracování bylo uskutečněno v grafické formě, grafů bylo vytvořeno celkem deset. Pomocí grafů byly stanoveny regresní přímky pro průměrný a suchý rok pro každou zkoumanou plodinu v Čechách a na Moravě, a takto byl stanoven vývojový trend potřeby závlahové vody jednotlivých plodin přes všechny uvažované časové horizonty. Příklad vývoje potřeby závlahové vody v průměrném a suchém roce pro cukrovku pro suché oblasti na Moravě je uveden v grafu na obr. 2. Tendence vývoje potřeby závlahové vody k časovým horizontům 2000, 2025, 2050 a 2075 pro uvažované plodiny zjištěné regresní analýzou pro suché oblasti v Čechách a na Moravě jsou uvedeny v tab. IV. Z tab. iV je zřejmé, že s využitím modelu klimatické změny HadCM3 vypočtené potřeby závlahové vody pro průměrný i suchý rok mají s růstem budoucího časového horizontu u všech plodin vzestupnou tendenci vývoje a jsou vesměs vyšší než hodnoty zjištěné pro uvažované recentní období 1961–2000. Zároveň je patrné, že hodnoty potřeby závlahové vody v průměrném i suchém roce jsou pro suché oblasti na Moravě, až na nevýznamné výjimky, převážně větší než tyto hodnoty pro suché oblasti v Čechách. Uvedené hodnoty v tab. IV jsou vypočteny pro závlahový

310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100

177

způsob postřikem, který je v ČR převážně používán a předpokládá se i v budoucnu, při možné nové výstavbě závlah ve větším rozsahu, jeho převážné uplatnění. Uváděné hodnoty v předloženém příspěvku jsou tzv. netto potřeby závlahové vody, při započtení ztrát vody na pozemku a provozem je třeba tyto potřeby násobit součinitelem ztrát, který se pro postřik podle ČSN 75 0434 pohybuje v rozmezí 1,15 až 1,25. V dostupné literatuře naší i zahraniční jsme nezjistili podobný přístup k řešené problematice. Ze zjištěných poznatků a výsledků vyplývá, že pokud se budou u nás závlahy rozšiřovat, je třeba, s uvážením neustále se zpřesňujících informací o klimatické změně, věnovat permanentní pozornost potřebě závlahové vody v suchých oblastech ČR, a to nejen pro jednotlivé plodiny, ale i pro celé osevní struktury plodin. Znalost potřeby závlahové vody je důležitým podkladem především pro stanovení plošné výměry závlahy a zajištění vodního zdroje pro závlahu. Pro hodnocení zemědělského sucha není v současné době dostatek vhodných metod. Velikost potřeby závlahové vody je přímo úměrná velikosti zemědělského sucha, tj. čím vyšší je potřeba závlahové vody v roce, tím je zemědělsky sušší rok. Ukazuje se tedy, že potřeba závlahové vody může být i hodnotícím kritériem výskytu zemědělského sucha, neboť je integrálním ukazatelem zahrnujícím meteorologické, půdní, morfologické a agrotechnické činitele. Tento přístup uvádějí ve své práci Spitz a Hemerka (2005).

Plo d in a : Ř E PA C U K R O V Á

Ú z e mí: S U C H É O B L A S T I MO R A V Y y = 0,87x - 1519,5

y = 0,9893x - 1812,5

2000

2025

2050

2075

Č A S O V Ý H O R IZ O N T K R O K U P o tř e b a z á v l.v o d y :

p rů mě rn ý ro k

s u c h ý ro k

tre n d v p rů mě rn é m ro c e

tre n d v s u c h é m ro c e

2: Vývoj potřeby závlahové vody v průměrném a suchém roce vypočtený metodou RVB s použitím výstupů modelu klimatické změny HadCM3 zpracovaných Dubrovským (2005) pro časové horizonty k rokům 2000, 2025, 2050 a 2075

178


IV: Tendence vývoje potřeby závlahové vody podle plodin k časovým horizontům 2000, 2025, 2050 a 2075 v souhrnu pro suché oblasti v Čechách a na Moravě zjištěné regresní analýzou Suché oblasti v Čechách Suché oblasti na Moravě Průměrný rok Suchý rok Průměrný rok Suchý rok Zvýšení Zvýšení Zvýšení Zvýšení Časový potřeby potřeby potřeby potřeby Plodina horizont Potřeba závl. vody Potřeba závl. vody Potřeba závl. vody Potřeba závl. vody k roku závlahové oproti závlahové oproti závlahové oproti závlahové oproti vody vody vody vody recentní recentní recentní recentní době době době době [mm] [%] [mm] [%] [mm] [%] [mm] [%] 2000 61 0 85 0 61 0 86 0 2025 66 7,9 93 9,3 70 15,3 96 11,6 Pšenice ozimá 2050 71 15,8 101 18,6 79 30,7 106 23,2 2075 76 23,7 108 27,9 88 46,0 116 34,8 2000 58 0 91 0 63 0 91 0 2025 59 1,1 93 2,9 67 7,3 95 4,7 Brambory rané 2050 60 2,1 96 5,8 72 14,6 99 9,4 2075 60 3,2 99 8,7 77 22,0 103 14,1 2000 128 0 191 0 166 0 221 0 2025 156 21,7 216 13,4 191 14,9 242 9,9 Řepa cukrová 2050 183 43,3 242 26,8 216 29,8 264 19,7 2075 211 65,0 267 40,2 240 44,7 286 29,6 2000 116 0 182 0 141 0 197 0 129 10,9 187 3,1 153 8,7 204 3,9 Vojtěška 2025 už. rok 2050 141 21,7 193 6,2 166 17,4 212 7,9 2075 154 32,6 199 9,3 178 26,0 220 11,8 2000 229 0 279 0 258 0 305 0 2025 247 7,9 296 5,9 270 4,4 310 1,9 Okurky 2050 265 15,8 312 11,8 281 8,7 316 3,8 2075 284 23,7 329 17,7 292 13,1 322 5,7

SOUHRN Podle současných predikcí se má v ČR předpokládaná klimatická změna projevit zvýšeným výskytem nepříznivých extrémních jevů – povodní a sucha. Předložený příspěvek je věnován zemědělskému suchu. Závlaha je nejúčinnější ochranou zemědělských plodin proti suchu. Jsou uvedeny výsledky výpočtů potřeby závlahové vody (pro závlahu postřikem) metodou retrospektivní vláhové bilance (RVB) pro představitele hlavních druhů zemědělských plodin, tj. obiloviny, technické plodiny, okopaniny, pícniny, zeleniny (konkrétně pro pšenici ozimou, brambory rané, řepu cukrovou, vojtěšku, okurky) v našich suchých oblastech (jižní, jihovýchodní a střední Morava, Žatecko a Lounsko, střední a východní Čechy) reprezentovaných deseti technickými řadami pro období let blízké současnosti 1961 až 2000 a k časovým horizontům 2025, 2050 a 2075 s ohledem na možnou klimatickou změnu. Změny vstupních meteorologických prvků (průměrné denní teploty, denní srážky a průměrné denní vlhkosti vzduchu) pro výpočty potřeb závlahové vody k uvedeným časovým horizontům byly uskutečněny pomocí výstupů scénářů pro Čechy a pro Moravu zjištěných modelem klimatické změny Hadley Centre Coupled Model, version 3 (HadCM3), který je ve světě nejrozšířenější. Je to všeobecný cirkulační model atmosféra – oceán (AOGCM) vyvinutý v Hadley Centre ve Velké Británii. Výsledky výpočtů metodou (RVB) jsou prezentovány pro průměrný a suchý rok v tab. III a byly podkladem pro zjištění


179

trendu vývoje potřeby závlahové vody vybraných plodin k časovým horizontům roků 2000, 2025, 2050 a 2075, a to souhrnně pro všechny sledované suché oblasti Čech a Moravy pomocí regresních přímek (příklad je uveden na obr. 2). Regresní analýzou zjištěné výsledky jsou obsahem tab. IV a ukazují, že potřeby závlahové vody pro průměrný i suchý rok mají s růstem budoucího časového horizontu u všech vybraných plodin vzestupnou tendenci vývoje a jsou vesměs vyšší než hodnoty zjištěné pro uvažované recentní období 1961–2000. Zároveň je patrné, že hodnoty potřeby závlahové vody v průměrném i suchém roce jsou pro suché oblasti na Moravě, až na nevýznamné výjimky, převážně větší než tyto hodnoty pro suché oblasti v Čechách. Ze získaných hlavních výsledků a poznatků vyplývá, že pokud se budou u nás závlahy rozšiřovat, je třeba, s uvážením neustále se zpřesňujících informací o klimatické změně, věnovat permanentní pozornost potřebě závlahové vody v suchých oblastech ČR, a to nejen pro jednotlivé plodiny, ale i pro celé osevní struktury plodin. Znalost potřeby závlahové vody je důležitým podkladem především pro stanovení plošné výměry závlahy a zabezpečení vodního zdroje pro závlahu. klimatická změna, zemědělské sucho, potřeba závlahové vody, metoda retrospektivní vláhové bilance, regresní analýza Předložený příspěvek je výstupem výzkumného projektu NAZV č. QF3100 „Posouzení nárůstu klimatického sucha v zemědělství a zmírňování jeho důsledků závlahami“.

Literatura DUBROVSKÝ, M.: Scénáře změny klimatu pro Českou republiku. Hradec Králové: Akademie věd ČR, 2005, 7 s. Dubrovský, M., Nemešová, I., Kalvová, J.: Uncertainties in Climate Change Scenarios for the Czech Republic. Climate Research. Praha: Karlova univerzita, 2005, v tisku. FILIP, J. a kol.: Návrh závlahových osevních struktur. Zpráva. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 2002, 15 s., 39 s. příloh. Harvey, L. D. D., Gregory, J., Hoffert, M., Jain, A., Lal, M., Leemans, R., Raper, S. B. C., Wigley, T. M. L., de Wolde, J.: The introduction to simple climate models used in the IPCC (Second Assessment Report). Switzerland, Geneva: Panel on Climate Change, 1997, 50 s. Hulme, M., Wigley, T. M. L., Barrow, E. M., Raper, S. C. B., Centella, A., Smith, S., Chipanshi, A. C.: Using a climate scenario generator for vulnerability and adaptation assessments: MAGICC and SCENGEN Version 2.4 Workbook. UK, Norwich: Climatic Research Unit, 2000, 52 s. KALVOVÁ, J. a kol., KAŠPÁREK, L. a kol., JANOUŠ, D. a kol., ŽALUD, Z. a kol., KAZMAROVÁ, H. a kol.: Scénáře změny klimatu na území České republiky a odhady dopadů klimatické změny na hydrologický režim, sektor zemědělství, sektor lesního hospodářství a na lidské zdraví v ČR. Praha: Nakladatelství Český hydrometeorologický ústav, 2002, 158 s. Klementová, E., Litschmann, T.: Drought and their evaluation. In 9th International Conferen-

ce of Horticulture. Lednice na Moravě: 2001, vol. 2, s. 443–447. Klementová, E., Litschmann, T, Rožnovský, J.: Assessment of Drought in Landscape. In Participation of women in the fields of meteorology, operational hydrology and related sciences. Bratislava: 16.–17. V. 2002, s. 143–148. Kurpelová, M., Coufal, L., Čulík, J.: Agroklimatické podmienky ČSSR. vyd. �� Bratislava: Hydrometeorologický ústav Bratislava, 1975, 267 s. Mc. Kee, T.B., Doesken, N. J., Kleist, J.: The relationship of drought frequency and duration to time scales. 8th Conference on Applied Climatology. Anaheim: CA, 17.–22. 1. 1993 s. 179–184. Rožnovský, J. a kol. Návrh opatření na ochranu proti změně klimatu v sektoru zemědělství (adaptační opatření). Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 1996, 35 s. Sivakumar, M. V. K., Wilhite, D. A.: Drought Preparedness and Drouhgt Management. In International Conference Drought Mittigation and Prevention of Land Desertification. Slovinsko, Bled: ICID, ERWG, ERWTD, SINCID, 21.–25. 4 2002, na CD-ROM příspěvek č. 2, 16 s. SPITZ, P., FILIP, J., HEMERKA, G., PRUDKÝ, J.: Prognóza vodohospodářských opatření proti suchu pro případ nepříznivé klimatické změny v České republice. In Sborník mezinár. konf. Krajina, meliorace a vodní hospodářství na přelomu tisíciletí. Brno: VUT Brno, 1999, s. 269–274. Spitz, P., Filip, J., Kučera, J.: Prognóza závlah při klimatickém nárůstu sucha v České republice. Vědecké práce Výzkumný ústav meliorací a ochra-

180


ny půdy Praha, 2000, 12: s. 115–126. ISSN 12101672. SPITZ, P., HEMERKA, I.: Posouzení hypotézy nárůstu zemědělského sucha v klimatu České republiky. Soil and Water Výzkumného ústavu meliorací a ochrany půdy Praha, 2005, 4: s. 85–94. ISSN 1213-8673. TAKÁČ, J.: Trendy vývoja vodného režimu pôd v modelových podmienkach Žitného ostrova. Vedecké práce Výskumného ústavu závlahového hospodárstva, 1999, 24: s. 195–208. ISBN 8085755-07-6. Tichý, M., Vinš, B., Rožnovský, J., Hladný, J.: Study on Adaptation - Backround Report on Adaptation Measures. Praha: SEVEn Praha, 1997, 42 s. Toman, F., Spitz, P., Filip, J.: Impact of Predicted Climatic Change on Agriculture and Forestry in the Czech Republic. In International Conference Drought Mittigation and Prevention of Land Desertification. Slovinsko, Bled: ICID, ERWG, ERWTD, SINCID, 21.–25. 4. 2002, na CD-ROM příspěvek č. 71, 8 s. Wilhite, D. A.: Global Drought Preparedness

Network „Creating a Network of Regional Drought Preparedness Networks“. In International Conference. Drought Mittigation and Prevention of Land Desertification. Slovinsko, Bled: ICID, ERWG, ERWTD, SINCID, 21.–25. 4. 2002, na CD-ROM příspěvek č. 4, 11 s. De Wrachien, D., Ragab, R., Giordano, A.: Climate Change Impact on Land Degradation and Desertification in the European Mediterranean Region. In International Conference Drought Mitigation and Prevention of Land Desertification. Slovinsko, Bled: ICID, ERWG, ERWTD, SINCID, 21.–25. 4. 2002, na CD-ROM příspěvek č. 3, 23 s. Zdražil, K.: Výpočtové metody v závlahách (závěrečná zpráva). Brno: Výskumný ústav závlahového hospodárstva Bratislava, 1973, 43 s., 7 s. příloh. Zdražil, K.: Zpřesnění metody výpočtu režimu závlah retrospektivní vláhovou bilancí na počítači (dílčí závěrečná zpráva). Brno: Výskumný ústav závlahového hospodárstva Bratislava, 1975, 51 s., 6 s. příloh. ČSN 75 0434 Potřeba vody pro doplňkovou závlahu. 1994

Adresa Ing. Pavel Spitz, CSc., Ing. Ivo Hemerka, Výzkumný ústav meliorací a ochrany půdy Praha, výzkumné oddělení Brno, Lidická 25/27, 657 00 Brno, Česká republika, e-mail: [email protected]

P. Spitz, I. Hemerka

Recommend Documents